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关于金属化学性质的考查主要以选择题出现，或考查一种金属与几种混合盐溶液反应；或考查几种混合金属与一种盐溶液反应。所以，研究金属和盐溶液反应的文献比较多。从2015年开始，武汉市中考化学试题中关于金属化学性质的考题往往和金属氧化物、酸、盐的相关反应综合在一起，题目难度更大，综合性更强，对学生的综合思维能力要求更高．而目前关于这类试题研究的文献较少，笔者在近几年的实际教学中，找到了一种较简便的思维模式去解决这类综合性较强的试题。 首先，以一道试题为例，找到此类问题的核心思维点。 例题1：向装有铁粉和氧化铜的混合物的烧杯中加入一定量稀盐酸，充分反应后过滤，滤纸上有少量滤渣，再向滤液中插入锌片，有气泡产生。则以下判断不正确的是()。 A．滤渣中一定含有铜 B．滤渣可能是铜和铁的混合物 C．滤液中一定含Fe Cl2和HCl D．滤液中可能含有Cu Cl2 解析本题从表面上看，发生了以下两个反应: 但事实上，在溶液中只要有CuCl2生成，就会有未反应完的铁与生成的Cu Cl2发生如下反应： Fe+CuCl2=FeCl2+Cu (隐藏反应) 要解决此类问题，首先就需要找到这个隐藏的反应。在溶液中，这个隐藏的反应与前两个列举的反应几乎同时发生。接着对溶液中同时发生的三个化学反应进行综合分析。将这三个反应中所有出现的物质分成两类:(1)可溶于水的物质。(2)不溶于水的物质．其中可溶性的物质一定会出现在滤液中，成为滤液中的溶质，不溶性的物质会出现在滤渣中。故在滤渣、滤液中所有可能出现的物质如下: 分析这三个方程式，不难发现，无论情况如何，只要发生以上三个反应，滤渣中一定有Cu，滤液中一定有FeCl2，因为这两种物质一旦生成就无法被消耗掉．(在一定有的物质下方打√，在一定没有的物质下方打0) 接着，继续分析题目条件———向滤液中插入锌片，有气泡产生．说明滤液中一定有HCl。根据共存的原理———能互相反应的物质，就无法大量共存在同一容器内。既然烧杯中有HCl，那么能跟稀盐酸反应的物质———CuO和Fe则一定没有． 滤液中的CuCl2则是可能含有，因为在隐含反应中，它有可能跟Fe恰好完全反应，也可能过量。故本题选B。 从上述分析不难看出，解决此类问题的关键主要有以下几点：(1)找出题中的隐含反应；(2)找出无论在什么条件下，滤渣、滤液中一定有的物质，如本题中的Cu、FeCl2;(3)根据共存的原理，进一步分析滤渣、滤液中一定有、一定没有、可能有的物质。 下面，将列举三道武汉市的全市统考题。其中例题2是2018年武汉市四月调考题，例题3是2019年武汉市中考题，例题4是2020年武汉市中考题。 例题2 (2018年武汉市四月调考试题)为了探究稀硫酸的化学性质，某化学兴趣小组的同学做了如图1所示实验，观察到试管(1)中的液体呈蓝色，试管(2)中有气泡冒出。实验结束后，将试管(1)、(2)内的物质全部倒入同一烧杯中，充分反应后静置，结果如图2所示。有关图2烧杯内混合物中的固体和溶液，下列说法正确的是()。 A．固体中最多有两种物质 B．若固体中有锌，则溶液中的溶质可能有两种 C．若溶液呈酸性，则溶液中一定有硫酸铜 D．若溶液呈蓝色，则固体中可能有两种物质 解析本题与前两道例题的不同点是———前两道例题中，所有反应同时发生;而本题中Cu O、Zn与稀硫酸各自在不同的试管中反应．反应方程式如下: 反应结束后，如果试管(1)中有过量的Zn，就会与试管(1)中生成的硫酸铜溶液继续发生反应．反应方程式如下:(试管(1)、试管(2)中若是其它物质过量，则不会发生新的化学反应．) Zn+Cu SO4=Zn SO4+Cu(可能发生的反应) 由于本题所有的选项中，考虑的都是两支试管混合后的可能性，所以也可以利用前面例题介绍的方法，将三个化学反应综合考虑．在图(2)的烧杯中，出现的不溶性固体和上层溶液中的溶质的所有可能情况如下: {不溶性固体:Zn、Cu、Cu O溶液中溶质:H2SO4、Zn SO4、Cu SO4√ 由于第三个化学反应发生的前提是试管(2)中Zn过量，所以不溶性固体中Cu不一定有，只能在Zn SO4下方打√，Cu下方不能打√．再来依次分析A、B、C、D四个选项． A选项错误．因为当试管(2)中Zn大大过量，与硫酸铜溶液反应生成Cu，且仍有过量的Zn时，固体不溶物中就有Cu、Zn;试管(1)中Cu O再过量，不溶性固体中一共就有Cu、Zn、Cu O这3种物质． B选项错误。根据共存原理———固体中若有Zn，则在烧杯中能与Zn反应的H2SO4和CuSO4都没有。溶液中的溶质应该只有ZnSO4一种。 C选项错误。混合后，试管(1)中生成的硫酸铜可能被试管(2)中过量的Zn反应了，溶液中就没有硫酸铜，导致溶液呈酸性的可以是试管(1)中过量的硫酸。 D选项正确。若溶液呈蓝色，则溶液中一定有硫酸铜，根据共存原理———能与硫酸铜反应的Zn则一定没有。固体中可能同时有Cu、CuO两种物质，也可能只有一种物质。当试管(1)中反应物CuO不剩余，但生成的CuSO4和试管(2)中过量的Zn反应，且CuSO4过量，则不溶性固体只有Cu;当试管(1)中反应物CuO过量，试管(2)中Zn不过量，则不发生化学反应———Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu，不溶性固体就只有CuO。 例题3 (2019年武汉市中考试题)将一定质量的硫酸和硫酸亚铁的混合溶液加入到盛有锌和氧化铜的混合物的烧杯中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液．关于滤渣和滤液，下列说法正确的是()． A．滤渣中最多有三种物质 B．若滤液呈无色，滤液中的溶质可能有两种 C．滤液的质量可能小于原混合溶液的质量 D．若滤液中含有硫酸铜，滤渣中可能有两种物质 解析本题从表面上看发生了如下的3个化学反应: 而隐含的反应也有以下3个: Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu反应4 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu反应5 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑反应6 首先，将这6个反应中所有出现的物质分成两类，在滤渣和滤液中可能出现的物质如下:(在一定有的物质下面打√) 选项A错误．滤渣中最多有Zn、CuO、Fe、Cu这四种物质． 选项B错误．若滤液呈无色，则滤液中一定没有CuSO4和FeSO4．根据元素守恒，铜元素则一定出现在滤渣CuO、Cu中;而铁元素只能出现在滤渣Fe中，即滤渣中一定有Fe．根据共存原理———滤渣中若有Fe，则滤液中也一定没有H2SO4，滤液中的溶质应该只有ZnSO4一种．
C选项错误．我们依次把这六个化学反应编号，除了反应5外，所有发生的化学反应都会使溶液质量增大．由于反应5中的Fe是由反应2所生成，故我们对比分析反应2和5，反应2中溶液质量每增加:65-56=9份质量，反应5中溶液质量只减少:64-56=8份质量，综合起来考虑溶液的质量仍然增大． 选项D正确．根据共存原理———若滤液中含有硫酸铜，则滤渣中一定没有Zn和Fe．滤渣中一定有Cu，可能有CuO．滤渣中可能有CuO、Cu两种物质，也可能只有Cu一种物质．
例题4 (2020年武汉市中考试题)有一包固体粉末X可能含有锌、铁、氧化铜中的一种或几种．为探究其成分，将mg固体粉末加入到一定质量的稀盐酸中，充分反应后剩余ng固体．下列说法正确的是()． A．若固体粉末X含有铁，则m可能小于n B．若充分反应后溶液中含有四种阳离子，则剩余固体一定为纯净物 C．若充分反应后溶液中含有三种阳离子，则固体粉末X一定由三种物质组成 D．剩余ng固体可能由铁和氧化铜组成 解析假设这一包固体粉末中锌、铁、氧化铜三种固体都含有，则本题从表面上看发生了如下的3个化学反应:
而隐含的反应也有以下3个:
首先，将这6个反应中所有出现的物质分成两类，在滤渣和滤液中可能出现的物质分别如下:(因为我们能写出这6个方程式的前提是假设一包固体粉末中锌、铁、氧化铜都有，所以我们无法在确定滤渣和滤液中一定有和一定没有的物质．)
首先我们来辨析B、C、D三个选项． B选项正确．反应后溶液中若有四种阳离子，则意味着反应后溶液中可能出现的四种物质都有，根据共存原理———若反应后溶液中含有稀盐酸，则不溶性固体中一定没有Zn、CuO、Fe这三种物质．若有剩余固体，剩余的物质只能是Cu，为纯净物．
选项C错误．若反应后溶液中有三种阳离子，我们分成以下4中情况讨论:在前三种情况中反应后溶液中都有稀盐酸，依据对选项B的分析，则剩余固体中Zn、CuO、Fe都没有，只能有铜一种物质，不可能是三种．接着来分析第四种情况，若反应后溶液中有氯化铜和氯化亚铁，则剩余固体中一定无锌、铁，剩余固体中的物质的种类也不可能是三种． 情况1:
情况2:
情况3:
情况4:
选项D错误．剩余固体中若有铁和氧化铜，则原固体中也一定有铁和氧化铜．只要原固体中有氧化铜，则一定会发生反应3和隐含的反应5，即一定会有物质铜被置换出来，且无法被消耗掉．也就是说若剩余固体中若有铁和氧化铜，则同时一定有铜． 最后，来分析选项A．若原固体中只有铁，则m大于n．若原固体是铁和其他物质的混合物，在以上的6个化学反应中，反应1、2、3、4、6都会使剩余固体质量n小于原固体质量m．只有反应5，会导致剩余固体质量大于原固体质量．但反应5中氯化铜是由反应3生成的．
反应3每减少80份质量的氧化铜，反应5中最多也只能增加的固体的质量为:64-56=8份质量．故反应后固体质量n一定小于反应前固体质量m,A错误． 从上面的解析过程我们可以看出，在掌握了例1和例2的核心解题思维后，我们用共存的思维解决更复杂的例题3、例题4、例题5，往往能化繁为简，使得解题思路更加清晰，解题效率也就更高． |
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